Строение веществаСтатьи / Строение веществаСтраница 2
y(q1, q2, . qn) y*(q1, q2, . qn) = |y(q1, q2, . qn) |2=r(q1, q2, . qn)
|y(q1, q2, . qn) | 2dv(q1, q2, . qn) =dw(q1, q2, . qn). Кратко: |y|2dv=dw
Волновая функция (ВФ) это математический образ состояния системы – функция состояния.
Её квадрат это плотность вероятности распределения по конфигурационному пространству системы, пребывающей в некотором состоянии, которому отвечает ВФ y.
Постулат 2. Измерения физических величин и операторные уравнения. Уравнения {} - математические образы измерений. Операторы - образы макроскопических приборов. Связь операторов различных динамических переменных. Операторы основных динамических переменных (импульса и его компоненты, координат и потенциальной энергии, момента импульса и его компонент, кинетической энергии,). Гамильтониан.
Постулат 3. Временное и стационарное уравнения Шрёдингера. Стационарные системы. Гамильтониан, не зависящий от времени. Основа теоретической химии - стационарное уравнение Шрёдингера.
{}.
. Если гамильтониан независим от времени:
.
Для самостоятельного ознакомления: Стационарные системы. Подстановка с целью
разделения времени и пространственных переменных: Y(q, t) =y(q). t(t).
Разделение переменных приводит к двум дифференциальным уравнениям:
Пространственная часть волновой функции - стационарное уравнение Шрёдингера - это операторное выражение закона сохранения энергии в стационарной системе.
Временная часть волновой функции описывает периодический процесс. В стационарной системе все движения строго периодичны - движение постоянно повторяется с круговой частотой :
Постулат 4. Суперпозиция состояний. Состояния чистые и смешанные. Математические и физические основания принципа суперпозиции.
Формулировка:
Если две волновые функции являются решениями операторного уравнения на собственные значения, то их линейная комбинация также является решением этого уравнения.
Этот принцип называется принципом суперпозиции состояний и допускает обобщение на любое число собственных функций, образующих спектр оператора.
При описании состояний реальных систем в общем случае всегда возникает проблема определения коэффициентов
Постулат 5. Средние значения динамических переменных:
Его формулировка:
Среднее значение динамической величины, полученное в результате многих измерений, равно математическому ожиданию этой величины, вычисленному с помощью её динамического оператора.
Это утверждение на первый взгляд кажется простым следствием второго постулата, но это справедливо лишь для состояния “чистого”, волновая функция которого есть одна из простейших в спектре собственных функций динамического оператора. Для “смешанного” состояния волновая функция является уже суперпозицией более простых волновых функций, и этот постулат вводится как основание для вычислений усреднённых значений физических характеристик системы.
Для подавляющего большинства реальных систем уравнение Шрёдингера имеет слишком сложный вид, и невозможно получить спектры его собственных волновых функций и собственных значений гамильтониана (энергетических уровней всех квантовых состояний) в аналитической форме в зависимости от квантовых чисел (номеров состояний-уровней).
В силу этого расчёт свойств реальной системы почти всегда начинается с составления приближённой волновой функции для какого-то отдельно выбранного квантового состояния, а данный постулат предписывает способ вычисления наблюдаемой физической величины с помощью искусственно конструируемой волновой функции.
Смотрите также
Титан (Titanium), Ti
Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот, в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в про ...
Медь и её природные соединения, синтез малахита
Синтезировать
5 г. Малахита, рассчитать практический выход продукта, научиться пользоваться
необходимой литературой, выбирать из неё необходимую информацию, и представлять
полученные резуль ...
Цирконий (Zirconium), Zr
Цирконий - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 40, атомная масса 91,22; серебристо-белый металл с характерным блеском. Известно пять природных изотопов Ц.: 90Z ...